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納米機入體 送藥殺癌魔

2016-10-25
■圖為唐晉堯手持放大三萬倍的機械人模型,以及利用顯微鏡放大展示機械人。 黎忞  攝■圖為唐晉堯手持放大三萬倍的機械人模型,以及利用顯微鏡放大展示機械人。 黎忞 攝

僅髮絲直徑五十分之一 料10年後可「應市」

香港文匯報訊(記者 黎忞)經典科幻電影《奇妙旅程》(Fantastic Voyage)中,科學家駕駛茬Q縮小至微型的納米潛艇,深入人體中修復受損的大腦,執行不同的指令,科學家快要將之變成現實。香港大學化學系助理教授唐晉堯領導的團隊研發出全球首個光控納米機械人,它只有幾微米,約為髮絲直徑的五十分之一,與人體血細胞大小相若。專家擬將之應用於生物醫學範疇,先把它注入人體,以光引導其移動,以去除癌細胞或輸送標靶藥,預計機械人約在10年後可投入實際應用。

發展生物醫學應用超微型納米機器已成科學界潮流,今年諾貝爾化學獎的3名得獎科學家正是從事「分子機器的設計和合成」研究,供日後研究組合成更複雜的分子機械,應用於單分子包括蛋白分子等的操作。

光能變動能 引導機械活動

唐晉堯解釋指,設計納米機械人的其中一個難題,是如何讓它感知並對周遭環境作出反應。由於這些納米機器的大小通常只有幾個微米,要將普通的電子傳感器和電路整合到納米機械人中,極其困難且成本高昂。目前研究人員普遍是透過注入磁性材料,利用外部磁場控制納米機器的運動方向。

唐晉堯團隊以3年多研發的光導向納米機械人,用光能作為驅動力,並能以光引導機械人活動。團隊受趨光性的綠藻所啟發,綠藻可感受光線的射入方向和強度變化,朝茈源運動以便進行光合作用。他們研發的新型機械人,以納米樹作結構,並由硅和二氧化鈦組成,這兩種半導體材料理論上無害,成本便宜又感光,故可透過光控制機械人移動方向。唐晉堯補充指,同時研究人員可利用編程,控制機械人的移動路徑,提升準確性。

納米機械人體積細小,與人體血細胞大小相若,有望應用在醫療用途,包括非入侵性治療,去除腫瘤細胞或輸送標靶藥物。唐晉堯預計機械人可切除癌細胞,或直接向細胞輸入藥物等,「相比其他治療方式會殺死癌細胞和健康的細胞,納米機械人治療可更為有效,減少對病人的傷害。」

當前配合機器人液體有害

不過,雖然硅和二氧化鈦分別可在兩個月至6個月後在人體分解,但研究中與機械人配合的液體對人體有害,故研究人員未來仍要研發更高效且更與生物相容的納米機械人系統,最快可能要在10年後才能實際應用。

上述的研究成果剛於本月的科學期刊《自然─納米技術》中發表,當中展示了納米機器在不同的光控程式下活動。

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